传输原理总复习习题

一、填空题1、有某种液体，质量为m,其在x轴向的质量力可以表达为 。2、流体的静压强方向是沿着作用面的 方向。3、连续流体中，流场中各点的流速方向沿流线在该点的 方向。.绝对静止流体中的等压面形状为 。.已知流体中某点的绝对压强为16米水柱，则该压强相当于Pa..一段粗管和一段细管串连输水，当流量由小变大的时候，管中的流体将首先转变为湍流。.质量浓度梯度是扩散传质的动力，A组分的质量浓度梯度可以表达为。.有运动粘性系数为25.45*10-6(m2/s)的空气，以60m/s的速度掠过长为0.4m的平板表面。则速度边界层内的空气在平板尾部的流动状态是 流。9、某种流体的动力粘性系数N=0.005Pa・s，重度7=8330N/m3,则该流体的运动粘性系数v=m2/s。10、静止流体中，某点的压强各方向上大小 11、换热过程中总是伴随着能量形式的转变。.随的升高，液体的粘度将减小，气体的粘度将增大。.质量传输的动力是 的存在。.如图1所示，水位H米的水箱下有一球形盖，直径为d米，用4个螺栓与水箱连接。设水的重度为Y。则每个螺栓所受到的拉力为N..内径为d的管路内流过30℃的热流体，若努塞尔数为N”，流体的导热系数为九，管内壁温度为20℃。则流体与管内壁单位时间内单位面积上的对流换热量的表达式是q=(W/m2)。.流体中某点的压强为3.4工程大气压，该压强值相当于 Pa。“、“一4u=ax3sinyu=x2cosy」“、1、一土.当a一时，流场x J,y 才可以连续。.若有一灰体表面的黑度为0.8,当其表面温度为227c时，辐射力的大小为W/m2。.当温度不变时，流体的体积随压强的变化而变化的特性称为流体的 。.流体静压强的方向沿作用面的 方向。.流场中一条流线上某点的速度方向与流线在该点的 重合。.流体流动可以分为两种流态，分别称为和。.三维非稳态温度场中，温度的数学表达通式为。.大多数物质的导热系数与温度的关系可认为是直线关系，其数学表达式为。.是指流体各部分间发生宏观相对位移时，冷热流体相互掺混所引起的热量传递现象。.物体单位时间内、单位表面积上辐射出去的全部波长范围的电磁波称为该物体在此温度下的。.扩散传质中，质量传递的根本原因是因为 不为零。.铸件时效过程中金属组织的均匀化过程属于 传质过程。.粘性是流体的各部分之间具有 时，所表现出来的一种性质。.质量力是作用在流体内部各质点上的力，是由 所产生的，其大小与质点的质量成正比。.绝对静止流体中的等压面形状为 。.液体中一点的流体静压强在各个方向大小 。.温度场中，某点的温度梯度方向与该点热流密度方向 。.若流体的温度不变时，流体的体积随压强的变化而变化的特性称为流体的性。.流体各部分间发生宏观相对位移时，冷热流体相互掺混所引起的热量传递现象称为。.物体表面温度的大小会严重影响其其 的大小。.毕托管是一种用于测量流体中某点的仪器。.随着黑体温度的升高，其所辐射出去的射线中具有最大辐射力的波长会逐渐向波区靠近。.一流体和固体壁面进行对流换热，已知壁面温度恒为90℃，流体主流温度为40℃，且壁面与流体间的平均对流换热系数h为0.2W/（m2.℃）。则紧贴壁面处，单位时间、入dT -人单位面积上层流底层的导热量dnn=0W/m2。.密度为P=1000kg/m3，运动粘性系数为V=7X10-5m2/S）的水在一平板上流动（如图1）。如果x=x1处的速度分布是vx=3y~y3。则（1）在x=xJy=0点处的粘性切应力为（2）在*=xJy=1mm点处沿y方向的粘性动量通量数值为（3）在x=xJy=1mm点处沿x方向的对流动量通量数值为.一初始温度为T0℃的凸表面固体，被置于室温恒为T的大房间内。设物体的发射率为£，其表面与空气的换热系数为h，物体的体积为V，参与换热的表面积为4，比热容和密度分别为'及p。则请完成以下物体温度随时间变化的微分方程及其初始dT条件：dt。.如图2所示的立管从水箱中接出引水，立管出口通大气。在如图所示情况下，不计能量损失，则

(1)图中B和B’两点的流速大小关系是V^VB,；(2)图中A和A’两断面处的流速关系为VAVA,。(3)图中A和A’两断面形心处的压强关系为pA—pA1.有平面流场为ux=X4siny,u^=ax3cosy。当a=时该流场连续。.100W灯泡的钨丝温度为2800k，发射率为0.30。如果96%的热量通过辐射散失，则钨丝的表面积至少为mm2。.流体沿管路流动时，所产生的能量损失可分为两种类型类，分别称为。.静止流体中某点的压强大小在各方向上大小 。.若流场中各点的流体相等，则该流体称为不可压缩流体。.当流体各部分之间发生相对运动的时候，流层间就会产生摩擦力，以阻止这种相对运动，流体的这种特性称为流体的性。.速度梯度的方向与 的方向相反。.灰体辐射力与其自身吸收率的比值，恒等于同温度下 ！罔 TOC\o"1-5"\h\z的辐射力。 I.对流换热是指掠过固体壁面时与固体壁面间发 [[生热量交换的现象。.随的升高，液体的粘度将减小，气体的粘度将增大。.在y方向上流体的速度差为du，则在该方向上的速度梯度可表示为 。.理想流体是指假想的没有 的流体。.流体中某点的压强为3.4工程大气压，相当于Pa。.换热过程中总是伴随着能量形式的转变。.引起粘性动量传输的根本原因是由于的存在。

.水头是指单位重量流体所具有的 .质量力的方向与等压面相互。（图3）.如图3所示，已知管内流体的流量为Q，粗管和喉管管径如图所示，两个测压管液面高度差为h。则流体流经渐缩管的局部能量损失为米液柱。（图3）TOC\o"1-5"\h\z若局部能量损失为一定值，则随着流量Q的增加高度差h将会 。判断题.静止流体中，若在某方向上存在压强梯度，则在该方向上必有质量力。 （）.运动流体中，总机械能较小的断面必处在总机械能较大的断面下游。 （）.两段圆管分别输送流体，若它们流动状态相似，则管路1中流体的雷诺数为1.5x106时，管路2中的雷诺数也为1.5x106。 （）.流体和固体壁面进行对流换热，在壁面处流底层的导热量和对流换热量必然相等，且微分方程式-入学=hAT必然成立。 （ ）dn.如右图所示，从水箱中接出立管引水，立管出口通大气。在如图所示情况下，若不计能量损失，则图中B和B'两点的流速大小关系是VB=VB,。 （ ）.如第4小题所述情况，图中A和A’两断面处的平均流速的关系为VA>VAt。（）。.有平面流场为u=x4siny,u=ax3cosy。TOC\o"1-5"\h\z当a二4时该流场连续。 （）.速度v、长度1、重力加速度g的无量纲集合是lv-。 （）g.粘性动量通量表示：单位时间内，沿垂直于流速方向上通过单位面积传递的动量。（）.削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应大一点好 （ ）.100W灯泡的钨丝温度为2800k，发射率为0.30。如果96%的热量通过辐射散失，则钨丝的表面积至少为91.8mm2。

TOC\o"1-5"\h\z.流场ux=x—2,uy=~3y,uz=z—3的流动是连续的。 （）.某流体和固体壁面进行对流换热，已知壁面温度恒为80℃,流体主流温度为20℃,且紧贴壁面处，单位面积上、单位时间内层流底层的导热量q=30W/相2。则对流换热系数h为0.5W/（m2-K）。 （）.输送流体的管路，弯管等附件越多，沿程能量损失越大。 （ ）.多层壁面导热的时候，在两壁面的夹层间挤入导热系数大、且塑性好的金属薄板，可以减少接触热阻。 （ ）.一段粗管和一段细管串连输水，当流量由小变大的时候，细管中的流体将首先转变为湍流。 （ ）.有运动粘性系数为25.45义10一6（m2/s）的空气，以60m/s的速度掠过长为0.4m的平板表面，尾部的速度边界层内流动状态是湍流。 （）.若黑体的表面温度为127℃，则其辐射力为1452.8W/m2。 （ ）.若流体的质量为m，其在x轴向的质量力可以表达为mX。 （ ）.流体中某点的绝对压强16米水柱，相当于156960Pa。 （ ）计算题.如图3,一个滑动轴承，轴的直径为80.4mm,轴套长120mm，两者之间的间隙均匀，且大小为0.2mm。若间隙中填满润滑油，且其动力粘性系数为U。轴转速为每分钟150转时，求摩擦所消耗的热功率为多少？.轴置于轴套中，如图所示。以90N的力被推动沿轴向由左向右移动，轴移动的速度v=0.122m/s，轴的直径为75mm，其它尺寸见图中。求轴与轴套间流体的动力粘性系数。.1.直径为5.00cm的活塞在直径为5.01cm的缸体内运动。当润滑油的温度由0c升高到120c时，求推动活塞所需要的力减少了百分之几？（设润滑油0c时的动力黏性系数为N=0.012Pa1s， 120℃时的动力黏性系数为

H=0.002Pa,§).设有一铸型，已知上箱高度&=130mm,型心、-h=200mmh、qh-230mm4、高度h2 200mm，铸件高度 ，其它5.如图所示的虹吸管中，已知H1=2m，H2=6M，管径。=15mm，如不计损失，问S处的压强应多大时此管才能吸水？此时管内流速和流量各为若干？(注意：管B末端并未接触水面或探入水中)6.5.如图所示的虹吸管中，已知H1=2m，H2=6M，管径。=15mm，如不计损失，问S处的压强应多大时此管才能吸水？此时管内流速和流量各为若干？(注意：管B末端并未接触水面或探入水中)6.一蒸汽管道直径为0.2m，管壁厚8mm，管材导热系数入广45卬/(m,C)，管外包有绝热层，厚为0.12皿，已知绝热材料1yl日时左知九=0.1W/(m•℃)书；、/尸汩有T二300C国田外会汩有T二25c的导热系数2 ' ,，蒸汽温度f1 ，周围空气温度f2 ,管内蒸汽与壁面间的放热系数V120^/(m2JC),管外壁与空气间的放热系数h2=10卬/(m2・℃)。求单位管长的热流量及绝热层外表面温度。.在风机吸入管1和压出管2中，安装水银压差计，如图所示。已知h=20mm，求空气经过通风机之后，压强增加了多少mmH2?(设水银的密度为13600kg/m3，水的密度为1000kg/m3).L=200m、d=150mm的供热管道，其中80C水的平均流速为v=L8m/§,运动粘性系数u=0.367X10-6m2/§,P=970kg/m3。求管路中的沿程压强损失为多少帕？(若为湍流则取入=0-033)

.蒸汽管道的内径为80mm,壁厚3mm，导热系数入145W/m.℃。外侧包有厚40mm的水泥珍珠岩保温层，其导热系数为入2=0.1W/m,，管内蒸汽温度ti二150℃,环境温度q:20℃,保温层外表面对环境的复合换热系数h2=76W/(m2,K)，管内蒸汽的表面换热系数为hi=116W/(m2.K),求每米管长的热损失和保温层外表面温度。.图2所示为一圆罐状铸件的浇铸情况，尺寸如图。铸件壁厚为20mm，已知铁水的密度p=7000kg/m3。若忽略浇铸系统的作用，则上型所受铁水垂直向上的作用力为多少kg？(图4).一铸型如图4所示，已知l=800mm,h=250mm，(图4)D=240mm ，D2=300mm，金属液密度p=7000kg/m3。不计型芯的重量。求铸型浇铸后液体直接和间接对上型垂直向上的8=125mm作用力P为若干8=125mm.由耐火砖、硅藻砖、保温板及金属护板组成的炉墙，厚度分别为62=125mm、\=60mm、84=4mm，导热率分别为\=0.4W/(m.℃)、九2=0.14W/(m.℃)、入3=010W/(m℃)、%=45W/(m.℃)，墙壁内外侧壁温度分别为T1=窈0'、T2=64℃。求炉墙单位时间、单位表面积的热量损失q和金属壁内壁面的温度Tw4。.设有直径为5.00cm的活塞在直径为5.01cm的缸体内运动。当润滑油的温度由0℃升高到120c时，求推动活塞所需要的力减少了百分之几？(设润滑油0c时的动力黏性系数为四=0.012Pa7,120℃时的动力黏性系数为四=0.002Pa's).如图，直径均为d的上下两平行圆盘同轴分布，间隙为8，其间隙中充满动力粘性系数为N的液体。若下盘固定不动，使上盘以角速度”旋转时，试求所需力矩M的表达式？。习题1.13习题1.13图一吸水装置，水池N的水位不变，已知水位h1、h2和h3的值，若不计损失，问喉部断面面积A1和喷嘴断面面积A2满足什么关系才能使水从水池M引入管流中。一圆锥体绕竖直中心轴作等速转动，锥体与固体外锥体之间的缝隙3=1mm,其间充满u=0.1Pa・s的润滑油。已知锥体上表面半径R=0.3m,锥体高度H=0.5m,当锥体转速n=150r/min时，求所需旋转力矩M。习题1.12图17.由储水池通过内径为40cm的管道跨过距水池水面高为50m的小山，用水泵P送水。已知AB段的管道长度为2500m,流量为0.14m3/S,沿程阻力系数为入=0.028,试求欲使管路最高处B点的压强为12m水柱高时，水泵所需的功率为多少？（设水泵的效率为0.75）18.两个互相平行且相距很近的大平面，已知*=527℃,T=27℃,其黑度%=£2=0.8,若两表面间按放一块黑度为,「=0.05的铝箔遮热板，设铝箔两边温

度相同，试求辐射换热量为未加隔热板时的多少成？若隔热板的黑度为0.8,辐射换热量又为多少？7聚（图5）.如图5,有一水泵从一大水池中抽水，已知其抽水量为Q=0,03m3/§，吸水管直径d=150mm。泵的进口处2—2断面的真空度为6・8m水柱。若吸水管能量损失为1m水柱，7聚（图5）H 试确定此水泵的吸水高度S为多少米水柱？.1,沿直径d=305mm的管道，输送密度P=980kg/m3、运动粘性系数v=4cm2/s的重油。若流量Q=60"§,管道起点标高z1=85m,终点标高%=105m，管长1=1800m，试求管道中从起点到终点压强降低了多少Pa选择题.理想流体的特征是()。(〃)黏度是常数；(b)不可压缩；(c)无黏性；(d)符合pv=RT。c15°C u =15.2x10-6m2/su=1.146x10-6m2/s.15C时空气和水的运动黏度空气 水 ，这说明,在运动中()。(〃)空气比水的黏性力大 (b)空气比水的黏性力小(c)空气与水的黏性力接近 (d)不能直接比较.某点的真空度为65000Pa,当地大气压为O.IMPa,该点的绝对压强为()。(a)65000Pa(b)55000Pa(c)35000Pa(d)165000Pa.静止流体中的压强分布规律p=p0+Yh,()。(a)仅适用于不可压缩流体(b)仅适用于理想流体(c)仅适用于粘性流体（d）既适用于理想流体，也适用于粘性流体。.稳定流是指（）。（。）流动随时间按一定规律变化（b）各空间点上的运动要素不随时间变化（,）各过流断面的速度分布相同（d）迁移加速度为零.速度v、密度P、压强p的无量纲集合是（）。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"pp pV pv2 p（a） （b） （c） （d）p p pV2.判断层流或紊流的无量纲量集是（）。（a）普兰克数P（b）雷诺数注（c）努赛尔数Nu（d）格拉晓夫数G. 变直径管流，小管直径d1，大管直径d2=2d1，两断面雷诺数的关系是（）。（a）Re1 =0.5Re2 （b）Re1 =Re2 （c）Re1 =1.5Re2 d）Re1=2Re2.对流换热系数为100W'U'R）、温度为20℃的空气流经50℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）。（a）（b）2Kl胃// （c）2xiu3w『小（d）3.yl『W5.削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（）。（a）大一点好 （b）小一点好 （c）大、小都一样 （d）无法判断.下列哪种物质中不可能产生热对流？（）（a）空气（b）水（c）油（d）钢板.已知某流场速度分布为%=x—2，uy二一3y，uz=z—3，则过点（3，1，4）的流线为（）。.与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是（）。（"）切应力和压强（b）切应力和与速度相互垂直的速度梯度（c）切应力和剪切变形（d）切应力和流速.从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体（）。（〃）能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（b）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c）不能承受拉力，平衡时不能承受切应力；（d）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。.相对压强的测算基准是（）。（a）绝对真空 （b）1个标准大气压（c）当地大气压 （d）液面压强.淹没在液体中的潜体所受浮力的大小（）。（a）与潜体的密度成正比 （b）与液体的密度成正比（c）与潜体的淹没深度成正比（d）与液体表面的压强成反比.在（）流动中，流线和迹线重合。（a）无旋心）有旋（°）稳定（d）非稳定.一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的必要条件是（）。（a）理想流体心）粘性流体（°）可压缩流体 （d）不可压缩流体.速度v、长度l、重力加速度g的无量纲集合是（）。lv v l v2（a）g（b）gl（c）gv（d）gl.雷诺数的物理意义表示（）。（a）粘性力与重力之比 （b）重力与惯性力之比（c）惯性力与粘性力之比（d）压力与粘性力之比

—一一一一，、一一.，， 即 , 、一一..圆管层流中，同一有效断面上的速度分布函数式为〃二蜀『，2），则断面上切应力分布为（）。（a）在有效断面上是常数 （b）管轴处是零，且与半径成正比（c）管壁处是零，向管轴线性增大（d）按抛物线分布.单位面积的导热热阻单位为（）。(a)m(a)m2.K(b)m2.K/W(c)W/m2 (d)W/m♦K.（）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。（a（a）灰体（b）磨光玻璃（c）涂料（d）黑体.在其他条件相同的情况下，下列导热能力最差的物质是（）